吴吟——走中国特色的能源低碳发展道路

走中国特色的能源低碳发展道路2010年10月18日·中国矿大吴吟主要内容一、我国能源低碳化发展现状与形势二、高碳能源低碳化利用是我国能源低碳发展的关键内容之一三、我国高碳能源低碳化利用的重点举措我国能源消费总量较大且未来还将持续增长我国能源消费总量历史变化6.09.913.114.615.015.918.421.323.625.928.129.130.7051015202530351980199019952000200120022003200420052006200720082009年亿吨标煤我国人均能源消费低于世界平均水平2.62.310.15.35.65.64.66.76.92.40.02.04.06.08.010.012.0世界中国美国日本德国法国英国韩国俄罗斯墨西哥吨标煤/人我国正处于城镇化进程中26.429.036.241.843.043.944.945.746.601020304050199019952000200420052006200720082009年%近年来我国城镇化水平不断提高，但2009年仅为46.6%我国城镇化水平与发达国家有较大差距5047826774907782738630020406080100世界平均中国美国日本德国英国法国韩国俄罗斯巴西印度我国正处于工业化进程中2009年，我国第二产业占GDP比重达47%，三产仅43%41.347.245.946.247.748.748.548.646.831.632.939.040.440.140.040.440.142.60%20%40%60%80%100%199019952000200420052006200720082009第一产业第二产业第三产业年我国产业结构与发达国家有较大差距22.030.229.720.926.237.146.876.768.169.476.972.860.342.60%20%40%60%80%100%美国日本德国法国英国韩国中国第一产业第二产业第三产业发达国家第二产业比重约为25%，第三产业比重达70%以上未来我国能源需求将持续增长39.844.554.716.420.721.622.80481216202401020304050602007201520202030能源消费总量能源消费占世界比重我国非化石能源发展迅速但能源结构仍以煤为主我国水电发展迅速0.200.260.360.520.790.830.860.951.051.171.301.451.731.960.00.51.01.52.019801985199019952000200120022003200420052006200720082009亿千瓦我国风电连续数年翻番增长341262074208391,7600500100015002000200020052006200720082009万千瓦2009年我国可再生能源发展类别利用规模年产量折标煤单位规模单位规模(万吨/年)一、发电万千瓦21726亿千瓦时574720114水电万千瓦19679亿千瓦时574720114风力发电万千瓦1613亿千瓦时269893光伏发电万千瓦30亿千瓦时4.515.8生物质发电万千瓦400亿千瓦时200700二、供气亿立方米1501100三、供热亿平方米1.452900四、燃料乙醇万吨171)171总计2.64亿吨标煤我国核电迎来新的发展时期21068568588588590802004006008001000200020052006200720082009万千瓦我国能源消费结构变化70.3183.97.872.220.73.14原煤原油天然气水电、核电、风电1980年2009年我国CO2排放总量大、增速快面临严峻的国际减排形势大气中CO2的浓度已由工业化前280ppm增加到379ppm。国际社会普遍认为，化石能源消费产生的大量温室气体是全球气候变暖的主要原因。应对气候变化是能源发展的关键因素我国能源消费引起的CO2排放不断增加22305156606510.512.918.620.020.822.20510152025010203040506070199020002005200620072008二氧化碳排放量占世界总排放的比重亿吨亿吨%未来我国能源消费CO2排放仍呈增长趋势65.186.195.8106.6116.222.226.627.728.628.905101520253035030609012015020082015202020252030中国二氧化碳排放占世界总排放的比重亿吨%2009年12月，温家宝总理在哥本哈根世界气候大会宣布：到2020年，我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。2009年9月，胡锦涛总书记在联合国气候变化峰会上宣布：到2020年，我国非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。我国应对气候变化的减排承诺主要内容一、我国能源低碳化发展现状与形势二、高碳能源低碳化利用是我国能源低碳发展的关键内容之一三、我国高碳能源低碳化利用的重点举措世界上两次能源替代过程都长达数十年薪柴煤炭石油天然气水能核能10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%018601880190019201940196019802000薪柴煤炭石油天然气水能核能10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%0186018801900192019401960198020001785年瓦特制成改良蒸汽机，煤炭逐步代替薪柴，但直到19世纪末期，煤炭消费量才超过薪柴1870年德国人奥托发明内燃机，石油逐步替代煤炭，但直到20年代中叶，石油消费量才超过煤炭新一轮能源替代也将经历数十年预计到本世纪中叶，非化石能源在一次能源消费中仍仅占1/3中国能源资源以煤炭为主国土资源部：2006年全国矿产资源储量通报00.20.40.60.81总量1825亿吨27.6亿吨3万亿立方米折标准煤1304亿吨42亿吨40.6亿吨比重94.04%3.03%2.93%煤炭石油天然气煤炭石油天然气千亿吨标准煤近中期内非化石能源难以成为主要新增能源水电发展面临的挑战：1.我国水电资源开发率已达50%左右;2.待开发资源主要集中于西南地区，开发难度和生态环境影响较大;3.水电开发要大量占用土地资源和安置移民;4.大型水电站建设周期长，如三峡超过10年。热堆核电对天然铀的利用效率低热堆核电且产生大量长寿命高放废物规模化发展核电需要进口大量铀资源核能科技自主创新能力不足近中期核能规模化发展面临的挑战核能产业体系有待完善和加强近中期内非化石能源难以成为主要新增能源风能资源评估不够，可获得性缺乏实证风电间歇性特征，导致大规模并网受到制约科技自主创新能力不足，产业体系薄弱风电发电成本仍高于常规煤电近中期风电规模化发展面临的挑战近中期内非化石能源难以成为主要新增能源部分新能源技术商业化利用的预期关键技术目前发展阶段主要制约因素预计大规模商业化应用时间太阳能发电示范阶段转换效率低发电成本高2025年左右纤维素燃料乙醇基础研发阶段高产品种选育与转化技术2030年左右电动汽车研发向示范过渡的阶段蓄电池、燃料电池技术与成本降低速度2025年左右快中子增殖堆研发向示范过渡的阶段工程验证降低成本2030年左右天然气水合物基础研发阶段成藏机理、开采技术与环境影响2030年后核聚变基础研发阶段基础原理与材料技术的突破2050年左右主要内容一、我国能源低碳化发展现状与形势二、高碳能源低碳化利用是我国能源低碳发展的关键内容之一三、我国高碳能源低碳化利用的重点举措一、高度重视温室气体排放问题为应对国际社会对政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次报告的质疑，今年3月联合国秘书长潘基文和IPCC主席帕乔里委托国际科学院理事会（IAC）对IPCC评估过程和程序进行评审。IAC于2000年创建，总部设在荷兰阿姆斯特丹。现任理事会成员18个，由中、美、德、日、印等15个国家的科学院和3个国际组织组成。IAC评估报告认为，IPCC组织各国科学家编写并定期发布气候变化评估报告总体上是成功的。二、节能提效是低碳化发展的基础节能是“第一”能源资源。保障基本用能，限制过度用能，鼓励节约用能。提高能源利用效率。节能优先节能管理体系节能型消费体系节能型生产体系三、低碳化发展要做好煤炭这篇大文章煤炭水能电风能石油液体燃料生物质能化工产品天然气太阳能核能合理的能源转化利用方式：可再生资源发电含碳资源液体燃料、化工产品世界化石能源资源中煤炭储量最大类别煤炭（亿吨）石油（亿吨）天然气（万亿立方米）剩余探明可采储量826017081852009年产量69.4039.293.07储采比（年）1224260积极发展洁净煤发电洁净煤发电高参数超超临界煤电机组（USC）煤气化联合循环机组（IGCC）大容量循环流化床机组（CFBC）多联产是煤炭低碳化利用的最佳途径煤基多联产的龙头工艺是煤炭气化，根据市场需求和综合效益最大化原则，可以同时生产化工产品、液体燃料、电力和供热，具有产品结构灵活、生产成本低和能源转化效率高等特点。在多联产中，煤炭中的污染物可被最大限度地处理或资源化利用，如硫可回收利用、高纯度二氧化碳便于利用或封存，从而实现包括温室气体在内的污染物的近零排放。37CO2储用该书是诺贝尔化学奖得主、著名有机化学家乔治A.奥拉2006年新作。在中文版前言中，奥拉写到：“我们认为，通过利用目前还可获得的矿物燃料资源以及对二氧化碳进行加氢还原，来生产甲醇是一种切实可行且方便的储存能源的方法”。新奥集团开发出具有高光合效率的微藻，通过光合作用吸收二氧化碳，再用微藻生产生物柴油。河南天冠集团公司利用二氧化碳生产降解塑料，并在食品保鲜、铸造、超临界萃取等方面应用。兖州矿业集团国泰化工有限公司回收甲醇生产过程中排放的CO2，用来生产醋酸合成原料。2008年生产醋酸30万吨，回收利用CO2气体约14万吨。太原理工大学开展了“气化煤气、热解煤气共制合成气的多联产新模式”研究，获得国家重点基础研究规划（973项目）的资助。促进CCS-CCUS-CCU发展双气头多联产项目焦炭100万吨焦炉煤4.6亿m3气化煤气6.7亿m34.2亿m3合成气9.3亿m3产品甲醇20万吨电力200MW效果減排CO21.8亿m3节水9.5万吨节煤12%重整气化2008年7月，华能北京热电厂年捕捉利用3000吨二氧化碳示范项目建成投产积极开展CCUS技术研究2003年，中石化开展CO2驱油小型矿场先导性试验。2008年，中石化在中原濮城水驱废弃油藏使用CCUS技术，试验阶段井组日产油由试验前的0.6吨/日上升到最高的15.9吨/日，井组含水率由试验前的99.6%下降到90%。神华集团公司正在和美国西弗吉尼亚大学开展合作，研究利用神华煤制油工厂生产的CO2注入井下的驱油驱气技术。煤炭地下气化工业化流程示意图地下气化充填示意图四、大力发展低碳无碳能源加大煤层气、页岩气、城市垃圾沼气等非常规天然气的开发力度，扩大天然气、液化天然气进口规模。水电和核电是优化能源结构、减少二氧化碳排放强度的主力军，必须提早安排建设。风电和光伏发电技术接近成熟，具备中期内大规模发展潜力，是未来发展的重要方向。太阳能热利用、大中型沼气、固体成型颗粒等可再生能源利用技术已比较成熟，应积极推动加快发展。五、推进能源产业低碳化发展《全国人民代表大会常务委员会关于积极应对气候变化的决议》指出：要立足国情，发展绿色经济、低碳经济；紧紧抓住当前全世界开始重视发展低碳经济的机遇，加快发展高碳能源低碳化利用和低碳产业。建立健全法律法规和标准体系，建立健全现代能源市场体系，深化能源财税、价格改革，明确企业在低碳发展中的社会责任，形成督促企业低碳发展的舆论环境。结束语世界能源发展的大趋势是，从高碳到低碳、从低效到高效、从低级到高级发展。我国能源消费总量较大，并将持续增长。我国非化石能源发展迅速，但能源结构仍以煤为主，CO2排放总量大、增速快，面临严峻的国际减排压力。我国必须